الأحماض والقواعد: المفاهيم والتفاعلات

 

الأحماض والقواعد: مفهومها وتفاعلاتها

الأحماض والقواعد هي من المفاهيم الأساسية في الكيمياء، وتلعب دورًا محوريًا في العديد من العمليات الحيوية والصناعية. لفهم الأحماض والقواعد، نحتاج إلى التعرف على خصائصها، تعريفاتها، أمثلة عليها، وأهم التفاعلات التي تحدث بينها.

ما هي الأحماض؟

الأحماض هي مواد كيميائية تتميز بقدرتها على إطلاق أيونات الهيدروجين (+H) عند ذوبانها في الماء. يمكن تعريف الأحماض بناءً على عدة نظريات:

1. نظرية أرهينيوس: الحمض هو أي مادة تزيد من تركيز أيونات الهيدروجين (+H) في المحلول.

2. نظرية برونستد-لوري: الحمض هو المادة التي تمنح بروتونًا (H+).

3. نظرية لويس: الحمض هو المادة التي تستطيع قبول زوج من الإلكترونات.

خصائص الأحماض:

• طعمها لاذع (مثل عصير الليمون).

• توصل الكهرباء في المحلول (لأنها تحتوي على أيونات).

• تغيّر لون ورقة عباد الشمس الزرقاء إلى اللون الأحمر.

• تتفاعل مع الفلزات لإنتاج غاز الهيدروجين.

أمثلة على الأحماض:

• حمض الهيدروكلوريك (HCl): موجود في المعدة ويساعد على الهضم.

• حمض الكبريتيك (H₂SO₄): يستخدم في بطاريات السيارات.

• حمض الخليك (CH₃COOH): المكوّن الأساسي للخل.

ما هي القواعد؟

القواعد هي مواد كيميائية تزيد من تركيز أيونات الهيدروكسيد (−OH) عند ذوبانها في الماء. ويمكن أيضًا تعريف القواعد باستخدام النظريات المختلفة:

1. نظرية أرهينيوس: القاعدة هي أي مادة تزيد من تركيز أيونات الهيدروكسيد (−OH) في المحلول.

2. نظرية برونستد-لوري: القاعدة هي المادة التي تستقبل بروتونًا (H+).

3. نظرية لويس: القاعدة هي المادة التي تمنح زوجًا من الإلكترونات.

خصائص القواعد:

• طعمها مر.

• ملمسها صابوني.

• تغيّر لون ورقة عباد الشمس الحمراء إلى اللون الأزرق.

• تتفاعل مع الأحماض لتكوين الماء والأملاح.

أمثلة على القواعد:

• هيدروكسيد الصوديوم (NaOH): يُستخدم في صناعة الصابون.

• هيدروكسيد الكالسيوم (Ca(OH)₂): يُستخدم في البناء (الجير المطفأ).

• الأمونيا (NH₃): تُستخدم في صناعة الأسمدة.

تفاعلات الأحماض والقواعد:

عندما تتفاعل الأحماض مع القواعد، تحدث عملية تُعرف بالتعادل، حيث يتفاعل أيون الهيدروجين (+H) من الحمض مع أيون الهيدروكسيد (−OH) من القاعدة لتكوين الماء (H₂O) وأحد الأملاح.

المعادلة العامة للتفاعل:

مثال على التفاعل:

تفاعل حمض الهيدروكلوريك مع هيدروكسيد الصوديوم:

أهمية الأحماض والقواعد:

1. في الحياة اليومية:

• الأحماض موجودة في الأطعمة (مثل الليمون والخل).

• القواعد تُستخدم في المنظفات والصابون.

2. في الصناعة:

• تُستخدم الأحماض في صناعة الأدوية والأسمدة.

• تُستخدم القواعد في تصنيع المواد البلاستيكية والورق.

3. في جسم الإنسان:

• تلعب الأحماض، مثل حمض المعدة، دورًا في عملية الهضم.

• الحفاظ على توازن القواعد والأحماض في الدم (pH) ضروري لصحة الإنسان.

قياس درجة الحموضة (pH):

درجة الحموضة (pH) هي مقياس لمدى حمضية أو قاعدية المادة. يتراوح مقياس pH بين 0 و14:

• pH < 7: المادة حمضية.

• pH = 7: المادة متعادلة (مثل الماء النقي).

• pH > 7: المادة قاعدية.

تعديل المقال